JPH05156393A - Member for electronic parts - Google Patents

Member for electronic parts

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Publication number
JPH05156393A
JPH05156393A JP1781892A JP1781892A JPH05156393A JP H05156393 A JPH05156393 A JP H05156393A JP 1781892 A JP1781892 A JP 1781892A JP 1781892 A JP1781892 A JP 1781892A JP H05156393 A JPH05156393 A JP H05156393A
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JP
Japan
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solder
phase
case
soldering
balance
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Application number
JP1781892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiko Inaba
道彦 稲葉
Hirofumi Omori
廣文 大森
Shinichi Nakamura
新一 中村
Yoko Takeuchi
曜子 竹内
Mitsuhiro Tomita
充裕 富田
Yoshinori Honma
美規 本間
Masahiko Yoshiki
昌彦 吉木
Tatsuya Hatanaka
達也 畠中
Futoshi Takahashi
太 高橋
Hideki Matsunaga
秀樹 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05156393A publication Critical patent/JPH05156393A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a member for electronic parts with excellent soldering property, soldering weather resistance and plating properties as well as mechanical strength and bonding properties to be required by constituting it of a compsn. contg. specified amounts of one or more kinds of Pb and In and the balance one kind among Cu, Fe and Al. CONSTITUTION:This member for electronic parts contains, by weight, 0.1 to 50% of one or more kinds of Pb, In and the balance one kind among Cu, Fe and Al. As for the content of Pb and/or In, in the case of <1%, it is insufficient for the improvement of its soldering weather resistance, and on the other hand, in the case of >50%, its strength deteriorates. In the case the balance is constituted of iron, Pb and In do not enter into solid soln., thus, they are separated into a Pb (In) phase and an Fe phase in the stock, and Pb and In phases form an eutectic structure with Sn or the like in solder to facilitate soldering. Next, in the case the balance is constituted of Al, it forms an eutectic structure with Pb or In and Sn in the solder to keep solid bonding. Moreover, in the case th content of Pb and In is increased on the surface part more than that on the inside of the member, the eutectic structure is made easy to form.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品用部材に係
り、特に民生用素子、例えば半導体装置のリードフレー
ム、キャリアフレーム(TAB用テープ)、ボンディン
グワイヤ・バンプ、コネクタ、スイッチ等の材料として
有用な電子部品用部材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a member for electronic parts, and more particularly as a material for consumer devices such as lead frames of semiconductor devices, carrier frames (TAB tapes), bonding wires / bumps, connectors, switches and the like. The present invention relates to a useful electronic component member.

【0002】[0002]

【従来の技術】民生用製品、例えばトランジスタ、IC
(集積回路)、LSI(大規模集積回路)等の半導体装
置は、高出力、多機能という製品一般に要求される性質
の他に、量産性がよく、低価格で製造されることも要求
される。
2. Description of the Related Art Consumer products such as transistors and ICs
Semiconductor devices such as (integrated circuits) and LSIs (large-scale integrated circuits) are required to have high output and multi-function, which are generally required for products, and to be mass-produced at low cost. ..

【0003】そこで、これらの要求を満たす半導体装置
として、図5に示す樹脂封止型構造のものが知られてい
る。すなわち、ダイフレーム(もしくはタブ)21の上
に半導体チップであるペレット22がダイボンディング
(もしくはマウント)され、ペレット22の膜状の電極
(チップ電極)とリードフレーム23とがリードワイヤ
24で結線される。そして、最後にこれらを樹脂25で
モールディングして、樹脂封止型の半導体装置が完成す
る。この際リードフレーム23の樹脂モールド25内に
ある部分はインナーリードと呼ばれる。
Therefore, a semiconductor device having a resin-sealed structure shown in FIG. 5 is known as a semiconductor device satisfying these requirements. That is, a pellet 22 which is a semiconductor chip is die-bonded (or mounted) on a die frame (or tab) 21, and a film-like electrode (chip electrode) of the pellet 22 and a lead frame 23 are connected by a lead wire 24. It Finally, these are molded with the resin 25 to complete the resin-sealed semiconductor device. At this time, the portion of the lead frame 23 inside the resin mold 25 is called an inner lead.

【0004】ここで、リードフレーム23には、上述の
要求との関連で次の性質が要求される。すなわち、表
面酸化が少ないこと、プレスによる打抜きもしくは塩
化第二鉄溶液等を用いたエッチングにより製造する際の
プレス打抜き性、プレス曲げ性(延性)等の加工性およ
びエッチング性が良好であること、高温特性(例えば
250℃以上の温度における機械的強度)が優れている
こと、半田付性(半田との濡れ性、半田めっき性)、
半田耐候性、めっき性がよいこと、などである。
The lead frame 23 is required to have the following properties in relation to the above requirements. That is, the surface oxidation is small, the press punching property when punching by a press or etching using a ferric chloride solution, etc., the workability such as press bendability (ductility) and the etching property are good, Excellent high-temperature characteristics (eg mechanical strength at temperatures of 250 ° C. or higher), solderability (wetting with solder, solder plating),
Solder weather resistance, good plating property, etc.

【0005】そこで、これまでは上記の性質を比較的満
足するリードフレーム材料として42Ni−Fe合金が
広く使用されている。
Therefore, up to now, 42Ni--Fe alloy has been widely used as a lead frame material relatively satisfying the above properties.

【0006】一方、民生用の素子でも光半導体を用いた
LED(発光ダイオード)等は、光の反射率を向上させ
るため、Al合金を使用することが多い。そしてこの場
合、強度を高めるためSiやMgを添加することがあ
る。また、LSIやICに使用するリードフレームには
ボンディング性を向上させるためAlのクラッドを用い
ることがある。
On the other hand, even in consumer devices, LEDs (light emitting diodes) and the like using optical semiconductors often use Al alloys in order to improve the light reflectance. In this case, Si or Mg may be added to increase the strength. In addition, an Al clad may be used for a lead frame used for an LSI or an IC in order to improve the bonding property.

【0007】さらに、リードワイヤには、湾曲したりす
るのに適度な強度を有するCu系の材料が用いられる。
Further, for the lead wire, a Cu-based material having an appropriate strength for bending is used.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の材料
を半田付けする場合を考えてみると、まず42Ni−F
eの鉄系合金は、強力なフラックス(溶剤)がないと半
田付けできない。そのため有機系の溶剤(フロン洗浄さ
れる)が使用されてきた。しかし、これらは環境汚染に
つながることから、水溶性のフラックスによっても半田
付けが可能なリードフレーム材料が求められている。
However, considering the case of soldering the above materials, first, 42Ni-F is used.
The iron-based alloy of e cannot be soldered without a strong flux (solvent). For this reason, organic solvents (freon-cleaned) have been used. However, since these lead to environmental pollution, there is a demand for a lead frame material that can be soldered with a water-soluble flux.

【0009】他方、Al系の材料も直接の半田付けがで
きない。よってAlクラッドを施した場合は、半田付け
する部分に限りそのクラッドを剥離しなければならない
という手間がある。また最近の超音波半田付け法により
Alに直接半田付けする場合も、半田中のSnとAlが
反応して界面に耐蝕性のない層ができるなどの不具合が
ある。
On the other hand, Al-based materials cannot be directly soldered. Therefore, when the Al clad is applied, it is necessary to peel off the clad only in the portion to be soldered. In addition, when soldering directly to Al by the recent ultrasonic soldering method, Sn and Al in the solder react with each other to form a layer having no corrosion resistance at the interface.

【0010】その他、Cu系の材料は半田付けは可能で
あるが、両者の界面にCu3 Sn、Cu6 Sn5 等の硬
い金属間化合物が生じ、半田が剥離したりするおそれが
ある(半田耐候性が悪い)。
In addition, although Cu-based materials can be soldered, a hard intermetallic compound such as Cu 3 Sn or Cu 6 Sn 5 may be generated at the interface between the two materials and the solder may peel off (solder Weather resistance is poor).

【0011】以上のように、従来では電子部品用部材
(リードフレーム、キャリアフレーム(TABテー
プ)、ボンディングワイヤ・バンプ、コネクタ等)の電
気的接続が必ずしも充分ではなかった。
As described above, conventionally, the electrical connection of electronic component members (lead frame, carrier frame (TAB tape), bonding wire / bump, connector, etc.) has not always been sufficient.

【0012】例えばリードフレームでは半田付け、半田
めっき性が不充分であり、キャリアフレームでは、S
n,半田めっき性が不充分であり、ボンディングワイヤ
・バンプでは、塑性変形性が不充分であり、さらにコネ
クタ・スイッチでは半田付、半田めっき性が不充分であ
った。
For example, the lead frame has insufficient soldering and solder plating properties, and the carrier frame has S.
n, Solder platability was insufficient, bonding wire bumps had insufficient plastic deformability, and connector switches had insufficient solderability and solder platability.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、半田付け性、半田耐候性、めっき性にすぐれた電子
部品用部材を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a member for electronic parts which is excellent in solderability, solder weather resistance, and plating property.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および作用】本発明は上記
課題を解決するために、PbおよびInの少なくとも一
種を0.1〜50重量%含有し、残部が実質的にCu、
FeおよびAlのいずれか一種からなる電子部品用部材
を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention contains 0.1 to 50% by weight of at least one of Pb and In, and the balance is substantially Cu,
Provided is a member for electronic parts made of any one of Fe and Al.

【0015】PbおよびInの少なくとも一種を0.1
〜50重量%としたのは、0.1重量%未満では半田濡
れ性、半田耐候性の向上には不十分であり、他方50重
量%を越えると製造する電子部品用部材の強度が低下す
るためである。
At least one of Pb and In is 0.1
The content of up to 50% by weight is insufficient to improve the solder wettability and the solder weather resistance if it is less than 0.1% by weight, and on the other hand, if it exceeds 50% by weight, the strength of the manufactured electronic component member decreases. This is because.

【0016】残部が鉄の場合、Pb,InはFeと相互
に固溶しないため、素材内ではPb(In)相とFe相
に分れる。そこで、このPb,In相が半田中のSnや
Inと共晶組織をつくり、半田付けが容易になるのであ
る。鉄の場合、Pb,Inの含有量は好ましくは0.5
〜30重量%、より好ましくは2〜15重量%がよい。
When the balance is iron, Pb and In do not form a solid solution with Fe, so that they are divided into Pb (In) phase and Fe phase in the material. Therefore, the Pb and In phases form a eutectic structure with Sn and In in the solder, which facilitates soldering. In the case of iron, the content of Pb and In is preferably 0.5
-30% by weight, more preferably 2-15% by weight.

【0017】Pb,Inの含有により、半田付け性、半
田めっき性、Snめっき性、Au,Agめっき性、塑性
変形等の向上が図れる。
By containing Pb and In, solderability, solder plating property, Sn plating property, Au, Ag plating property, plastic deformation and the like can be improved.

【0018】半田付けをしやすくするための表面処理は
必要に応じて行なう。Pb,Inの添加量が少ない場合
はFe相を選択的にエッチングし、半田付けに掛かる表
面にPb,Inを凝縮させる。エッチングは、非酸化性
雰囲気中で塩酸、硫酸、フッ酸等の酸に浸漬(ディッ
プ)するのがよい。また苛性ソーダへの浸漬も効果的で
ある。
Surface treatment for facilitating soldering is carried out as necessary. When the added amount of Pb and In is small, the Fe phase is selectively etched to condense Pb and In on the surface to be soldered. The etching is preferably performed by dipping in an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or hydrofluoric acid in a non-oxidizing atmosphere. Immersion in caustic soda is also effective.

【0019】不可避不純物として、Al,Ti,C,
O,Si,Mn,P,Zn,Ta,Nb等は、5重量%
以内であれば、製品強度、例えばリードフレームの強度
を向上させるのに役立つ。またCrはFe相に固溶して
耐蝕性を向上させるが、所定の効果を発揮させ、かつ半
田をはじかないためには3〜10重量%の含有が望まし
い。
As unavoidable impurities, Al, Ti, C,
O, Si, Mn, P, Zn, Ta, Nb, etc. are 5% by weight
Within the range, it is useful for improving the product strength, for example, the strength of the lead frame. Further, although Cr is solid-dissolved in the Fe phase to improve the corrosion resistance, it is preferable that the content of Cr is 3 to 10% by weight in order to exert a predetermined effect and not repel solder.

【0020】製造法は溶湯急冷法でもよいし、Fe,P
b,Inそれぞれの元素と固溶体をつくるようなフラッ
クス、例えばTi,Si等を混ぜて溶解し、圧延したも
のを用いてもよい。好ましくは比重差を少なくできる溶
湯急冷法がよい。このとき溶湯急冷速度は、100℃/
秒以上がよく、また精度のよい板厚を得るには双ロール
による冷却が適している。
The manufacturing method may be a molten metal quenching method, or Fe, P
Alternatively, a flux that forms a solid solution with each element of b and In, for example, Ti, Si, and the like may be mixed, melted, and rolled. A molten metal quenching method that can reduce the difference in specific gravity is preferable. At this time, the melt quench rate is 100 ° C /
Cooling with twin rolls is suitable for obtaining a plate thickness of more than a second and with accuracy.

【0021】つぎに残部がアルミニウムの場合、Pbあ
るいはInは、半田中のSnと共晶組織をつくり、堅固
な接合を保つ。ただし、Pb,Inは、0.1重量%未
満であるとAl相中に固溶して単独の相として出現せ
ず、半田と共晶組織をつくりにくくなる。望ましい添加
量は5〜25重量%である。
Next, when the balance is aluminum, Pb or In forms a eutectic structure with Sn in the solder to maintain a firm bond. However, if Pb and In are less than 0.1% by weight, they do not form a solid phase as a solid solution in the Al phase, and it becomes difficult to form a eutectic structure with solder. The desirable addition amount is 5 to 25% by weight.

【0022】Pb,In相は、Al相とはある程度の固
溶幅をもちながら、金属素体内で相分離している。図1
はこの相分離している状態を示す金属組織図である。A
l相1の結晶粒度は、JIS−0551オーステナイト
の粒度番号6以上が好ましい(6未満では粗大化しすぎ
るためである)。図中、符号2はPb相もしくはIn相
である。結晶方位については、特に規定する必要がな
い。
The Pb and In phases have a solid solution width to some extent with the Al phase, but are phase-separated in the metal body. Figure 1
[Fig. 3] is a metallographic chart showing the state of phase separation. A
The crystal grain size of l-phase 1 is preferably JIS 0551 austenite grain size number 6 or more (because it is too coarse if it is less than 6). In the figure, reference numeral 2 is a Pb phase or an In phase. The crystal orientation need not be specified.

【0023】なお、金属素体へは、Al,Pb,In以
外に、Cu,Si,Zn,Mg,Ti,FeおよびNi
を含んでもよい。5重量%までのSi,Znは強度向上
に効果があり、また50重量%までのCu,NiはAl
相中にAlとの金属間化合物をつくるため最も強度を向
上させる。Al,Cu,Feは母材を構成する。特にC
uは導電性、Feは強度を向上させる。Alは接続性を
向上させ、反射率向上によりLED等の応用に好適とな
る。
In addition to Al, Pb and In, Cu, Si, Zn, Mg, Ti, Fe and Ni can be applied to the metal body.
May be included. Si and Zn up to 5% by weight are effective in improving strength, and Cu and Ni up to 50% by weight are Al.
Since the intermetallic compound with Al is formed in the phase, the strength is most improved. Al, Cu and Fe form the base material. Especially C
u improves conductivity and Fe improves strength. Al improves connectivity and is suitable for applications such as LEDs because of improved reflectance.

【0024】図2は、本発明のAl相1とPbもしくは
In相2からなる金属素体(電子部品用部材)3に半田
4を接合したときの金属組織図であるが、金属素体3と
半田4の界面には、PbあるいはIn相2とSn5の共
晶組織が形成される。符号6は、半田4中のPbを示
す。このとき金属素体3表面のAl相1を希塩酸や希フ
ッ酸で選択的にエッチングし、Pb,Inに富む(Pb
−richもしくはIn−rich)状態にすると、共晶組織が
できやすくなる。
FIG. 2 is a metallographic diagram when the solder 4 is joined to the metal element body (member for electronic parts) 3 composed of the Al phase 1 and Pb or In phase 2 of the present invention. A eutectic structure of Pb or In phase 2 and Sn5 is formed at the interface between the solder 4 and the solder 4. Reference numeral 6 indicates Pb in the solder 4. At this time, the Al phase 1 on the surface of the metal element body 3 is selectively etched with dilute hydrochloric acid or dilute hydrofluoric acid to enrich Pb and In (Pb, In).
In the -rich or In-rich) state, a eutectic structure is likely to be formed.

【0025】このAl−Pb,In金属素体に対してワ
イヤボンディングするときは、ワイヤはAu,Cu,A
l製のいずれでも直接ボンディングが可能である。この
とき、図3に示すように、ワイヤ7はAl相1とPbも
しくはIn相2の両相に接触するが、ワイヤ7がAu製
の場合は両相1,2と、Cu製,Al製の場合はAl相
1と接合するので問題はない。
When wire-bonding to the Al-Pb, In metal element, the wires are Au, Cu, A.
Direct bonding is possible with any of the products manufactured by L. At this time, as shown in FIG. 3, the wire 7 contacts both the Al phase 1 and the Pb or In phase 2, but when the wire 7 is made of Au, both phases 1 and 2, Cu, and Al are made. In the case of (1), there is no problem because it is bonded to Al phase 1.

【0026】最後に残部が銅の金属素体の場合は、P
b,Inを添加すると、半田ディップ時あるいは半田め
っき後のバーンインで両者に界面にSnとCuの間で前
述の有害な金属間化合物が生成されにくくなり、長時間
使用に対する信頼性が増す。このとき、好ましいPbの
含有範囲は2〜20重量%である。
Finally, if the balance is a copper metal body, P
When b and In are added, the above-mentioned harmful intermetallic compound between Sn and Cu is less likely to be generated at the interface between the two at the time of solder dipping or burn-in after solder plating, and reliability for long-term use is increased. At this time, a preferable Pb content range is 2 to 20% by weight.

【0027】なお、不可避的不純物としては、Zn、
S、P、O、C、N、Au、Sn等が考えられるが、微
量ならば性質に影響はない。
As unavoidable impurities, Zn,
S, P, O, C, N, Au, Sn, etc. are conceivable, but the properties are not affected if the amount is small.

【0028】[0028]

【実施例】【Example】

<実施例1〜14>(リードフレームとしての実施例) 下記表1に示す成分(表中、例えば実施例1のFe−5
Pbは、Pbが5重量%、残部がFeであることを示
す。以下の実施例、表においても同じ。)を有する実施
例1〜14の金属素体を製造した。すなわち、素材は双
ロール法でつくり、板厚1mmまでにおとす。冷却速度は
100℃/秒以上で、その後に板厚0.25mmまで冷間
圧延と焼鈍を繰り返しておとす。金属相はPbあるいは
Inを主成分とした少なくとも1種の相(PbとInが
両方入っていると20%までは固溶するが、それ以上で
あるとPbとInは分離する)と、Al,Cu,Feの
相に分かれる。外層表面には半田めっき、あるいは一部
半田デッップを行なう。評価としては、半田めっき性、
半田付け性、強度(ビッカース硬度)、ボンディング性
である、Al材については反射率も対象とした。実施例
1〜5については溶湯急冷法で、また実施例6について
は溶解法で製造し、さらに前者は冷間圧延を行ない、後
者は熱間圧延と冷間圧延を繰返して厚さ0.25mmの板
に仕上げた。そして、この薄板状のコイルをプレス打抜
きで所定形状のリードフレームにした。
<Examples 1 to 14> (Examples as lead frame) Components shown in Table 1 below (in the table, for example, Fe-5 of Example 1)
Pb means that Pb is 5% by weight and the balance is Fe. The same applies to the following examples and tables. The metal element bodies of Examples 1 to 14 having That is, the material is made by the twin roll method and the plate thickness is reduced to 1 mm. The cooling rate is 100 ° C./sec or more, after which cold rolling and annealing are repeated until the plate thickness reaches 0.25 mm. The metal phase is at least one phase containing Pb or In as a main component (up to 20% forms a solid solution when both Pb and In are contained, but if it is more than that, Pb and In are separated), and Al , Cu, Fe phases are separated. Solder plating or partial solder dip is applied to the outer layer surface. As evaluation, solder plating property,
For the Al material, which has solderability, strength (Vickers hardness), and bondability, the reflectance was also targeted. Examples 1 to 5 were manufactured by a melt quenching method, and Examples 6 were manufactured by a melting method. Further, the former was cold rolled, and the latter was hot rolled and cold rolled repeatedly to have a thickness of 0.25 mm. Finished in the plate. Then, the thin plate-shaped coil was punched into a lead frame having a predetermined shape.

【0029】ついでSi半導体ペレットをダイボンディ
ングし、Au製ワイヤでワイヤボンディングする。そし
てこのペレットとリードフレームを電気的に接続した
後、モールド樹脂でペレットを保護し、カッティングと
ベンディングを施して電子部品を完成させた。
Then, the Si semiconductor pellets are die-bonded and wire-bonded with a wire made of Au. Then, after electrically connecting the pellet and the lead frame, the pellet was protected with a mold resin, and cutting and bending were performed to complete an electronic component.

【0030】この電子部品のリードフレームのアウター
リード(リードフレームのうち樹脂モールドから露出し
た部分)について、半田付け試験を行なった。半田はP
b−Sn共晶半田で、”260℃で5秒間浸漬した。フ
ラックスは水溶性のものを用いた。判定は目視で、90
%以上の表面が濡れていれば良好、それ未満は不良とし
た。なお、実施例2と6には表の備考欄に示す表面処理
を行ない、実施例6ではめっきで半田を付けた。
An outer lead of the lead frame of this electronic component (a portion of the lead frame exposed from the resin mold) was subjected to a soldering test. Solder is P
The b-Sn eutectic solder was soaked for 5 seconds at "260 ° C. The flux used was water-soluble.
%, The surface was considered good, and the surface less than that was considered poor. In addition, in Examples 2 and 6, the surface treatment shown in the remarks column of the table was performed, and in Example 6, solder was attached by plating.

【0031】他方、比較例1として42Ni−Fe合金
のリードフレームについても同様の実験を行なった。
On the other hand, as Comparative Example 1, the same experiment was conducted for a lead frame of 42Ni-Fe alloy.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】表1から分かるように、本実施例1〜6の
リードフレームは、いずれも良好な半田濡れ性を示し、
不良の42Ni−Fe合金とは好対照をなした。
As can be seen from Table 1, the lead frames of Examples 1 to 6 all showed good solder wettability,
This was in good contrast to the poor 42Ni-Fe alloy.

【0034】<実施例7〜11>上記表1に示す成分を
含んだ溶湯を双ロールドラムで急速に冷却(冷却速度は
約100℃/秒)し、AlとPbもしくはInが均一に
混合してできた3mm厚の板を製造する。この後さらにひ
ずみとりの焼鈍しを行ない、冷間圧延により0.25mm
厚の板材にした。そしてこの板材をプレス成形してイン
ナーリードとアウターリードをもつリードフレームを形
成し、前記実施例1〜14と同様にして樹脂モールドし
た電子部品を製作した。
<Examples 7 to 11> The molten metal containing the components shown in Table 1 above was rapidly cooled with a twin roll drum (cooling rate of about 100 ° C / sec) to uniformly mix Al with Pb or In. We will make a 3mm thick plate. After this, further strain relief annealing is performed, and 0.25 mm is obtained by cold rolling.
I made a thick plate. Then, this plate material was press-molded to form a lead frame having inner leads and outer leads, and a resin-molded electronic component was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 14.

【0035】その後アウターリードを希フッ酸で洗浄
し、Agを5重量%含んだPb−Sn共晶半田(いわゆ
る含銀半田)により、260℃でアウターリードの接合
を完成させた。この際一部、Pb,In量の少ないもの
については水溶性フラックスを使用した。他方、Pb,
Inの含有量が0.5〜50重量%の範囲外にある比較
例2および3のリードフレームを製造した。
After that, the outer leads were washed with dilute hydrofluoric acid, and Pb-Sn eutectic solder (so-called silver-containing solder) containing 5% by weight of Ag was used to complete the outer lead bonding at 260 ° C. At this time, a water-soluble flux was used for some of those having a small amount of Pb and In. On the other hand, Pb,
Lead frames of Comparative Examples 2 and 3 having In contents outside the range of 0.5 to 50 wt% were manufactured.

【0036】表2は、これら実施例と比較例のリードフ
レームの機械的強度(ビッカース硬度計)、半田界面と
の接合性(前記実施例1〜6と同じ評価法により「良
好」を○、「不良」×で示した)およびボンディング性
(ピール試験機)を合せて示す。表中、「組織」の欄の
「二相」とはAl相とPb,In相に分れていることを
示し、「単相」とはAl相以外の相が認められないこと
を示す。
Table 2 shows the mechanical strength (Vickers hardness tester) of the lead frames of these Examples and Comparative Examples, and the bondability with the solder interface (“Good” was evaluated as “Good” by the same evaluation method as in Examples 1 to 6 above). "Poor" x) and bondability (peel tester) are shown together. In the table, "two phases" in the column of "structure" indicates that the phase is divided into Al phase and Pb, In phase, and "single phase" indicates that no phase other than the Al phase is recognized.

【0037】上記表から分かるように、実施例7〜11
のリードフレームは、半田付性、強度、ボンディング性
のいずれにおいても、良好な結果を示した。しかし、P
bの含量が足りない比較例2は半田付性が悪く、他方I
nの含量が多すぎる比較例3は強度において劣ってい
る。
As can be seen from the above table, Examples 7-11
The lead frame of No. 3 showed good results in all of solderability, strength, and bondability. But P
Comparative Example 2 in which the content of b is insufficient has poor solderability, while I
Comparative Example 3 having too much n content is inferior in strength.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】上記表2の実施例24,25,26に係る
成分のAl−In溶湯をタンディッシュにとり、このタ
ンディッシュの底に設けた50μmの穴を通して、冷却
した回転ロールの上にAl−In溶湯を噴射・急冷し、
Al−Inが均一に混じり合ったワイヤを得た(単ロー
ル法あるいは双ロール法)。この際の冷却温度は150
℃/秒とした。その後100℃でこのワイヤを30分時
効処理し、さらに室温まで温度を下げた。そして、この
ワイヤをロールに巻き取ってリードワイヤ(ボンディン
グワイヤ)とした。
The Al-In melt of the components according to Examples 24, 25, and 26 in Table 2 above was placed in a tundish, and passed through a 50 μm hole provided at the bottom of this tundish, and onto the cooled rotating roll, Al-In. Injecting and quenching molten metal,
A wire in which Al-In was uniformly mixed was obtained (single roll method or twin roll method). The cooling temperature at this time is 150
C / sec. Thereafter, the wire was aged at 100 ° C. for 30 minutes, and the temperature was further lowered to room temperature. Then, this wire was wound on a roll to form a lead wire (bonding wire).

【0040】このリードワイヤを、超音波ボンダを用い
て、半導体チップのAl電極およびリードフレームに接
続した。この際、半導体チップを載せたステージは20
0℃まで加熱した。その結果、これらAl−Inリード
ワイヤと半導体チップAl電極の接合強度は、60g/
ワイヤと良好で、電極の損傷もなかった。また各Al−
Inリードワイヤとリードフレームとの接合強度もほぼ
同じ程度であった。
This lead wire was connected to the Al electrode of the semiconductor chip and the lead frame using an ultrasonic bonder. At this time, the stage on which the semiconductor chip is mounted is 20
Heated to 0 ° C. As a result, the bonding strength between the Al-In lead wire and the Al electrode of the semiconductor chip was 60 g /
Good with wires and no electrode damage. In addition, each Al-
The bonding strength between the In lead wire and the lead frame was about the same.

【0041】この後、接合した半導体チップ、Al−I
nリードワイヤおよびリードフレームをエポキシ樹脂で
コート・硬化した後、リードフレームのアウターリード
についてカッティングとベンディングを行い、半導体装
置(電子部品)として完成させた。この半導体装置につ
いて、熱応力に対する耐性を調べる温度サイクル試験
(−55℃×30分→25℃×20分→150℃×30
分の温度変化のサイクルを与える試験)を200サイク
ル繰り返してもワイヤの断線は起こらなかった。
Thereafter, the bonded semiconductor chip, Al-I
After coating and curing the n lead wire and the lead frame with an epoxy resin, the outer lead of the lead frame was cut and bent to complete a semiconductor device (electronic component). For this semiconductor device, a temperature cycle test (-55 ° C. × 30 minutes → 25 ° C. × 20 minutes → 150 ° C. × 30) for examining resistance to thermal stress
Even if the test of giving a cycle of minute temperature change) was repeated 200 times, the wire was not broken.

【0042】つぎに前記実施例24,25,26と同様
の方法で、上記表3に示した実施例27の成分を有する
リードワイヤを得、そのAl−Inリードワイヤを用い
て図4に示す半導体装置10を製造した。すなわち、半
導体チップ12の電極膜にこのAl−Inリードワイヤ
をボールボンディングした後、ボールを残してワイヤを
切断し、ボール型バンプ13を形成した。このとき電極
膜の損傷は見られなかった <実施例15〜23>(キャリアフレームとしての実施
例) つぎにCu−3InでつくったTAB(Tape Automated
Bonding)用キャリアフレーム14のインナーリード1
4aとボール型バンプ13を接合した。この接合の際に
はインナーリード14a表面のSnメッキがボール型バ
ンプ13のPbと共晶組織をつくった。その結果、イン
ナーリード14aとボール型バンプ13の接合強度は、
70g/リードと良好な値を示した。キャリアフレーム
のつくり方は、絶縁テープ(ポリイミド)を接着剤で付
け、所定のパターンをエッチングでおとしてつくる。圧
延材のつくり方はリードフレームと同じで、板厚は0.
01mmであり、金属相は同じである。
Then, a lead wire having the components of Example 27 shown in Table 3 above was obtained in the same manner as in Examples 24, 25 and 26, and the Al--In lead wire shown in FIG. 4 was used. The semiconductor device 10 was manufactured. That is, after ball-bonding the Al-In lead wire to the electrode film of the semiconductor chip 12, the wire was cut while leaving the ball to form the ball-type bump 13. At this time, no damage to the electrode film was observed. <Examples 15 to 23> (Examples as carrier frame) Next, TAB (Tape Automated) made of Cu-3In.
Inner lead 1 of carrier frame 14 for Bonding)
4a and the ball type bump 13 were joined. At the time of this bonding, the Sn plating on the surface of the inner lead 14a formed a eutectic structure with Pb of the ball type bump 13. As a result, the bonding strength between the inner lead 14a and the ball-shaped bump 13 is
A good value of 70 g / lead was shown. The carrier frame is made by attaching an insulating tape (polyimide) with an adhesive and etching a predetermined pattern. The method of making rolled material is the same as that of lead frame, and the plate thickness is 0.
01 mm and the metal phase is the same.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】さらに、これら半導体チップ12、ボール
型バンプ13およびインナーリード14aをポッティン
グ樹脂15で封止した後、前実施例と同様の温度サイク
ル試験を行ったが、半導体装置10の動作に異常は見ら
れなかった。
Further, after the semiconductor chip 12, the ball type bumps 13 and the inner leads 14a were sealed with the potting resin 15, the same temperature cycle test as in the previous embodiment was conducted, but the operation of the semiconductor device 10 was not abnormal. I couldn't see it.

【0045】評価はSnまたは半田めっき性、ポリイミ
ドとの接着性、エッチング性、強度等である。実施例2
1では電蝕もなくなった(比較例5は電蝕有り)。
The evaluation is Sn or solder plating property, adhesiveness with polyimide, etching property, strength and the like. Example 2
In 1 there was no electrolytic corrosion (Comparative Example 5 had electrolytic corrosion).

【0046】<実施例28〜33>(コネクタ、スイッ
チの実施例) 前記実施例と同様にして、コネクタ、スイッチを製造し
た。
<Examples 28 to 33> (Examples of connectors and switches) Connectors and switches were manufactured in the same manner as in the above examples.

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】スイッチ、コネクタにおいては、接点での
摺動性が必要である。上記表4に示したように、めっき
性、半田付け性、強度に加え、摺動性も評価項目とし
た。
In the switch and the connector, the slidability at the contact is required. As shown in Table 4 above, in addition to the plating property, solderability, and strength, the slidability was also an evaluation item.

【0049】本実施例によれば、半田付、半田めっき性
および強度、摺動性等の向上が確認できる。
According to the present embodiment, improvement in soldering, solder plating property and strength, slidability, etc. can be confirmed.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
用部材は半田付け性、半田耐候性にすぐれ、かつ電子部
品に必要な機械的強度、ボンディング性をも達成する。
したがって、電子部品用の材料としては極めて有用であ
る。
As described above, the electronic component member of the present invention has excellent solderability and solder weather resistance, and also achieves the mechanical strength and bonding property required for electronic components.
Therefore, it is extremely useful as a material for electronic parts.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る成分からなる金属素体の金属組織
図。
FIG. 1 is a metallographic view of a metal element body composed of components according to the present invention.

【図2】図1の金属素体に半田付けをしたときの金属組
織図。
FIG. 2 is a metallographic diagram when the metal element body of FIG. 1 is soldered.

【図3】図1の金属素体にワイヤをボンディングしたと
きの金属組織図。
FIG. 3 is a metallographic diagram when a wire is bonded to the metal element body of FIG.

【図4】本発明の一実施例に係るリードワイヤのバンプ
接続により形成した半導体装置の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor device formed by bump connection of lead wires according to an embodiment of the present invention.

【図5】樹脂封止型半導体装置の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a resin-sealed semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Al相 2 Pb,In相 4 半田 5 Sn相 6 Pb相 7 リードワイヤ 1 Al phase 2 Pb, In phase 4 Solder 5 Sn phase 6 Pb phase 7 Lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 曜子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 富田 充裕 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 本間 美規 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 吉木 昌彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 畠中 達也 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 高橋 太 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 松永 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoko Yokouchi 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute Ltd. (72) Inventor Mitsuhiro Tomita Komukai-Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Incorporated company Toshiba Research Institute (72) Inventor Miki Honma Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Incorporated Toshiba Research Institute (72) Inventor Masahiko Yoshiki Ko, Kawasaki-shi, Kanagawa Muko Toshiba Town No. 1 Incorporated company Toshiba Research Institute (72) Inventor Tatsuya Hatanaka Komukai-ku Kawasaki City Kanagawa Prefecture Komu Toshiba No. 1 Toshiba Corporation Research Institute (72) Inventor Takahashi Futoshi Kawasaki Kanagawa Komukai-shi Toshiba-cho 1-share company Toshiba Research Institute Ltd. (72) Inventor Hideki Matsunaga Komu-shi Toshiba-cho 1-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock-owner Toshiba Corporation The laboratory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 PbおよびInの少なくとも一種を0.
1〜50重量%含有し、残部が実質的にCu、Feおよ
びAlのいずれか一種からなる電子部品用部材。
1. At least one of Pb and In.
A member for electronic parts, containing 1 to 50% by weight, and the balance substantially consisting of any one of Cu, Fe and Al.
【請求項2】 前記PbおよびInの含有量は、部材内
部より表面部において多い請求項1記載の電子部品用部
材。
2. The member for electronic parts according to claim 1, wherein the contents of Pb and In are higher in the surface portion than in the inside of the member.
JP1781892A 1991-09-30 1992-02-03 Member for electronic parts Pending JPH05156393A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1781892A JPH05156393A (en) 1991-09-30 1992-02-03 Member for electronic parts

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25227791 1991-09-30
JP3-252277 1991-09-30
JP1781892A JPH05156393A (en) 1991-09-30 1992-02-03 Member for electronic parts

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ID=26354387

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JP (1) JPH05156393A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002070762A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 Kiyohito Ishida Member having separation structure and method for manufacture thereof

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